陶瓷的研究现状与发展展望分析.pdf

陶瓷的研究现状与发展展望 陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料 .它具 有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点 .可用作结构材料、刀具材料 , 由于陶瓷还具有 某些特殊的性能 ,又可作为功能材料 . 分类 : 普通陶瓷材料 采用天然原料如长石、 粘土和石英等烧结而成 ,是典型的硅酸盐材料 ,主要组成元素是硅、 铝、氧 ,这三种元素占地壳元素总量的 90%,普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟 .这类陶瓷 按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等 . 特种陶瓷材料 采用高纯度人工合成的原料 ,利用精密控制工艺成形烧结制成 ,一般具有某些特殊性能 , 以适应各种需要 .根据其主要成分 ,有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等； 特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能 .本节主要介绍特种陶瓷 . 编辑本段性能特点力学性能 陶瓷材料是工程材料中刚度最好、硬度最高的材料 ,其硬度大多在 1500HV 以上 .陶瓷的 抗压强度较高 ,但抗拉强度较低 ,塑性和韧性很差 . 热性能 陶瓷材料一般具有高的熔点 （大多在 2000 ℃以上） ,且在高温下具有极好的化学稳定性； 陶瓷的导热性低于金属材料 ,陶瓷还是良好的隔热材料 . 同时陶瓷的线膨胀系数比金属低 ,当 温度发生变化时 ,陶瓷具有良好的尺寸稳定性 . 电性能 大多数陶瓷具有良好的电绝缘性 ,因此大量用于制作各种电压 （1kV~110kV）的绝缘器件 . 铁电陶瓷（钛酸钡 BaTiO3）具有较高的介电常数 ,可用于制作电容器 ,铁电陶瓷在外电场的作 用下 ,还能改变形状 ,将电能转换为机械能（具有压电材料的特性） ,可用作扩音机、电唱机、 超声波仪、声纳、医疗用声谱仪等 .少数陶瓷还具有半导体的特性 ,可作整流器 . 化学性能 陶瓷材料在高温下不易氧化 ,并对酸、碱、盐具有良好的抗腐蚀能力 . 光学性能 陶瓷材料还有独特的光学性能 ,可用作固体激光器材料、光导纤维材料、光储存器等 ,透 明陶瓷可用于高压钠灯管等 .磁性陶瓷（铁氧体如： MgFe2O4、 CuFe2O4、Fe3O4）在录音磁 带、唱片、变压器铁芯、大型计算机记忆元件方面的应用有着广泛的前途 . 编辑本段常用特种陶瓷材料 根据用途不同 ,特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷 . 1．结构陶瓷 氧化铝陶瓷主要组成物为 Al2O3,一般含量大于 45%.氧化铝陶瓷具有各种优良的性能 .耐 高温 ,一般可要 1600℃长期使用 ,耐腐蚀 ,高强度 ,其强度为普通陶瓷的 2~3 倍 ,高者可达 5~6 倍 . 其缺点是脆性大 ,不能接受突然的环境温度变化 .用途极为广泛 ,可用作坩埚、发动机火花塞、 高温耐火材料、热电偶套管、密封环等 ,也可作刀具和模具 . 氮化硅陶瓷主要组成物是 Si3N4,这是一种高温强度高、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润